Tm2O3 ve Er2O3 katkılı TeO2-GeO2 cam malzemelerin yapısal ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Gönül Özen
Tezin Onay Tarihi: 2014
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Tellürit camlar düşük erime sıcaklığı, yüksek dielektrik sabiti, yüksek kırılma indisi, üçüncü dereceden lineer olmayan duygunluk ve iyi kızılötesi geçirgenlik gibi fiziksel özellikleri nedeniyle; silikat, borat ve florid camlara kıyasla lazer malzemesi olarak çok daha avantajlıdır. Ayrıca yakın morötesinden orta kızılaltı bölgeye kadar geniş bir geçirgenlik bölgesine sahiptir. Atmosferik koşullara dirençlidirler ve matris içine büyük oranda nadir toprak iyonları ile katkılanabilirler. Lazer ana cam malzemesinin en önemli özelliklerinden biri, katkılanan nadir toprak iyonlarının 4f-4f geçişlerinin zorlamasız ışıma olasılıklarıdır. Zorlamasız ışıma olasılığı, zorlamalı ışıma tesir kesiti, ışıma kuantum verimi ve fotoışıma dallanma oranları ile doğrudan bağlantılı olduğundan lazer geçişi için önemli bir parametredir. Judd-Ofelt kuramı genellikle farklı 4f-4f geçişlerinin soğurma tesir kesitlerini irdeleyerek, zorlamasız geçiş oranını içeren elektrik dipol geçiş olasılıklarının belirlenmesiyle kullanılmaktadır.Zorlamasız ışıma olasılığı, temel olarak Ωt şiddet parametreleri ile U(t) indirgenmiş matris elemanları tensör operatörlerinin çarpımlarının toplamı olarak ifade edilir. Katkılanan aktif iyon için zorlamasız ışıma olasılıklarının daha yüksek değerlerini elde etmek için, Ωt şiddet parametreleri ile ilişkili olarak en iyi kompozisyonun belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada (90-x)TeO2-10GeO2-xEr2O3(x=0,5 ve 1.0 mol%) , (90-x) TeO2-10GeO2-x Tm2O3(x=0,5 ve 1 mol%) ve (90-x) TeO2-10GeO2-1Tm2O3xEr2O3 (x=0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mol%) camları oluşturularak X-ışınları spektroskopisi incelendi. Judd-Ofelt şiddet parametreleri, UV/VIS/NIR-soğurma, floresans ve yaşam süreleri deneysel olarak incelendi. Tm3+ iyonu katkılı (90-x) TeO2-10GeO2-x Tm2O3 (x=0,5 ve 1 mol%) cam malzemelerdeki tulyum iyonlarının ve Er3+ iyonu katkılı (90-x)TeO2-10GeO2-xEr2O3 (x=0,5 ve 1.0 mol%) cam malzemelerdeki erbiyum iyonlarının 4f-4f enerji seviyelerindeki kendiliğinden geçiş olasılıklarını belirlemek için, oda sıcaklığında 190-2500 nmarasında soğurma spektrumları elde edildi. Elde edilen soğurma spektrumlarına göre, Tm3+ iyonlarının, 1G4, 3F2, 3F3, 3H4, 3H5, 3F4 ve Er3+ iyonlarında 4F3/2, 4F5/2, 4F7/2, 2H11/2, 4S3/2, 4F9/2, 4I9/2, 4I11/2, 4I13/2 soğurma bantlarına sahip oldukları belirlendi. Tm3+ ve Er3+ katkılı cam malzemelerde ki kompozisyon ve konsantrasyonun ışıma bantları üzerindeki etkisi araştırıldı. Sadece Tm3+ iyonu katkılandırılmış cam malzemedeki Tm3+ konsantrasyonu arttırıldığında ışıma şiddetinin azaldığı, sadece Er3+ iyonu katkılandırılmış cam malzemedeki Er3+ konsantrasyonu arttırıldığında ışıma şiddetinin arttığı görülmüştür. XRD sonuçları malzemenin cam olduğunu göstermiştir.